sülfürlü mineraller Ġçeren maden yataklarında ĠĢletme …29_1_2014)/11.pdf · 2019. 3....

Çukurova Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 29(1),127-144 ss., Haziran 2014 Çukurova University Journal of the Faculty of Engineering and Architecture, 29(1), pp. 127-144 , June 2014

Ç.Ü.Müh.Mim.Fak.Dergisi, 29(1), Haziran 2014 127

Sülfürlü Mineraller Ġçeren Maden Yataklarında ĠĢletme Sırasında ve Sonrasında Asit Kaya (Maden) Drenajlarının OluĢup OluĢmayacağına

Yönelik Kestirimler: Akdağ, Karıncadağ ve Bolkardağ Örneği

2. Bölüm: Asit Kaya/Maden Drenajı Oluşup Oluşmayacağının Kestirimi

Mesut ANIL 1*

, Ali Can ÖZDEMĠR1, Zehra ALTINÇELEP

1 ve Emine DEMĠREL

1

1Ç.Ü., Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Maden Mühendisliği Bölümü, Adana

Özet

Parajenezde yer alan birincil ve ikincil tüm minerallerin mineralojik özellikleri ve kimyasal içerikleri

birinci bölümde incelenmiştir. Karıncadağ kompleks cevherleşmesinde Asit Kaya/Maden drenajının

oluşup oluşmayacağı bu ikinci bölümde çalışılmıştır. Bunun gerçekleştirilmesi için kullanılan kestirim

yöntemleri hakkında önceden özet bilgi sunulmuş ve daha sonra da maden sahasından alınan numuneler

üzerinde toplam kükürt ve karbonat miktarları ölçülerek uluslararası düzeyde kabul gören hesaplama

yöntemleriyle işlem yapılmıştır. Sülfür minerallerinden biri olan asit drenajı oluşturabilecek pirit yaygın

olarak görülebilir. Hem işletme faaliyetleri hem de muhtemel cevher hazırlama işlemleri boyunca pasa

oluşmaktadır. Pasa, artık/atık havuzlarında şuanki durumundan çok daha büyük yüzeylerin atmosferik su

ve havanın oksijeni ile birleşerek reaksiyona girer. Bu durum denklemleri birinci bölümde ayrıntılı olarak

incelenen asit üretimine neden olur ve asit drenajı oluşabilir. Ancak yan kayaç karbonat ağırlıklıdır ve

sülfürlü cevher mineralleri kazılacak malzeme içinde ağırlıkça %10’ un çok altındadır. İşletme sırasında

alınan 10 adet temsili örnek üzerinde toplam kükürt ve karbonat miktarına dayalı asit ve baz

hesaplamaları yapılmıştır. Hem denge değerinin nötürleşmesinin çok kararlı olması hem de en az

karbonat içeren numunenin net nötrleşme potansiyelinde eşik değerin 3 katından fazla olmasından dolayı

işletme sırasında asit drenajının oluşmayacağı belirlenmiştir.

Anahtar Kelime: Sülfürlü mineraller, Asit kaya/maden drenajı, Karıncadağ-Bolkardağ, kestirim

Predictions Related to Whether Acide Mine Drainages will Occur or not in Mine

Deposits Containing Sulphurous Minerals During and after Operating: Examples of Akdağ, Karıncadağ and Bolkardağ

Chapter 2: Estimations Related to Whether Acide Mine Drainages will Occur or

Not

Abstract

Mineralogical properties of primary and secondary minerals in paragenesis and their chemical contents

were investigated in the first part. In the second part, it was studied whether the Acid Rock/Mine of the

drainage will constitute in Karıncadağ complex ores. Summary about the prediction method used for

performing this had presented in advance and then total amount of sulfur and carbonate was measured on

* Yazışmaların yapılacağı yazar: Mesut ANIL, Ç.Ü. Mühendislik Mimarlık Fakültesi, Maden Mühendisliği Bölümü,

Adana. [email protected]

Sülfürlü Mineraller İçeren Maden Yataklarında İşletme Sırasında ve Sonrasında Asit Kaya (Maden) Drenajlarının

Oluşup Oluşmayacağına Yönelik Kestirimler: Akdağ, Karıncadağ ve Bolkardağ Örneği, 2. Bölüm

128 Ç.Ü.Müh.Mim.Fak.Dergisi, 29(1), Haziran 2014

samples taken from the mine sites, and proceeding was performed by internationally recognized

calculation methods. Pyrite which is one of the sulphide minerals usually can appear and it can cause to

the acid drainage. The tailing occurs by both operating activities and probable mineral processing

operations. Tailing reacts with much larger surfaces than current stage at tailing pool impoundment by

combing atmospheric water and oxygen of air. This condition causes to acid production equations which

were examined at the first part and can form acid drainage. But the rocks are predominantly carbonate

and sulphide ore mineral is well below 10 percent by weight in the material to be excavated. The acid and

base calculations based on the total amount of sulfur and carbonate was performed on 10 representative

samples taken during operation. It was determined that acid drainage will not occur during the operation

because of both the balance value very stable for neutralization and the net neutralization potential of the

sample containing minimum carbonate to be 3 times more than threshold value.

Key Words: Sulphide minerals, Acid rock/mine of the drainage, Karıncadağ-Bolkardağ

1. GĠRĠġ

Önceki makalede genel jeolojisi, mineralojisi ve

kimyasal içeriği verilen Karıncadağ polimetalik

cevherleşme sahasında gerek işletme sırasında ve

gerekse işletme sonunda asit kaya/maden

drenajının oluşup oluşmayacağı hakkında

öngörüde bulunmak yani kestirim yapmak

günümüzde çok önem kazanmıştır. Konunun iyi

anlaşılabilmesi amacıyla kestirim yapabilmek için

asgari olarak nelerin iyice etüt edilmesi gerektiği

hususlarında özet bilgi verildikten sonra

Karıncadağ kompleks cevherleşmelerinin

özelliklerine göre kestirimde bulunulacaktır.

Bir sorunu hiç meydana gelmeden önlemek veya

bu aşama geçilmişse, güvenli ve ekonomik

şartlarda bertaraf edebilmek, daha öncesinde bazı

adımları atmayı gerekli kılar. Çünkü dünyada 50

yıldır uygulanan ve sıkı bir şekilde denetlenen risk

analiz yöntemleri 20 yıldır da ülkemizde uygulama

alanı bulmuş olup, her geçen gün de denetimler

sıklaştırılmaktadır. Yapılan tüm faaliyet

alanlarında bir sorunun çözümü birkaç adımlık

basit bazı işlemler dizisinden ibaret olabileceği

gibi, çözüm için karmaşık süreçlerden oluşan uzun

bir yol haritasına da ihtiyaç olabilir. En basitinden

en zoruna kadar her sorunun çözümü, sebebinden

başlayarak doğurabileceği sonuçlara kadar, onun

yeterince anlaşılmasıyla başlar. Ancak ondan

sonra, konuya ilişkin bir planlama yaparak,

birbirini takip eden aşamaların gerektirdiği

kararları vermek ve uygulamakla istenen nitelikte

bir çözüme ulaşmak mümkündür. Asit kaya/maden

drenajı özel olarak ele alındığında bazı görüşlere

göre; “herhangi bir maden alanında piritin, hatta

bir sülfürlü mineralin mevcudiyeti sahayla

bağlantılı suların asitlenmesi için yeterlidir”. Aksi

bir görüşe göre ise; “karbonat minerallerinin

varlığı asit oluşumunu kesinlikle önler”. Maden

sahasına ait etraflı bir tespit ve değerlendirme

çalışması yapmaksızın, yalnızca sülfür ve karbonat

minerallerinin varlıklarının tespitine dayalı olarak,

bu iki görüşten biriyle cevap vermek bilimsellikten

oldukça uzak bir yaklaşımdır [1].

Kestirim (öngörü) yapılabilmesi için maden

yatağının tüm özelliklerinin belirlenmesi

gerekmektedir. Cevher yatağının jeolojik durumu,

cevherli zonların yankayaçla olan yataklanma

ilişkisi, cevher minerallerini parajenez ve

süksesyonu, parajenezdeki iz elementlerin varlığı,

rezervi, tenörü en ayrıntılı şekilde bilinmelidir.

Özellikle asit drenaj oluşturacak sülfürlü

minerallerin mineralojisi, kimyası ve mineral

formları ve boyutları ayrıntılarıyla belirlenmelidir.

Daha sonra madenin hangi işletme yöntemi

kullanılarak işletileceği, yıllık üretimi, projenin

ekonomik ömrü ve cevher hazırlama

uygulanacaksa tüm ayrıntıları belirlenmelidir. Asit

drenajı oluşturması muhtemel sülfürlü cevherlerin

oksitlenmesiyle ortama salacakları asiditeyi

nötürleştirecek karbonatlı kayaç ve mineralleriyle

nötürleşmeye kısmen destek olacak bazı silikat

minerallerinin var olup olamadıkları

belirlenmelidir. Bölgenin iklimi, topografik yapısı,

hidrojeolojik özellikleri ve mevcut su

kaynaklarının maden işletilmeye başlanmadan

önceki kirlilik oranları mutlaka saptanmalıdır.

Mesut ANIL, Ali Can ÖZDEMİR, Zehra ALTINÇELEP, Emine DEMİREL


Bölgede benzer özellikli madenler daha önce

işletilmeye başlanmışsa işletme önceki ve

işletmeden sonraki veriler hazırlanacak veri

tabanına işlenmelidir.

MİGEM’e sunulan işletme projesindeki bilgiler ve

bu bölgede bağımsız araştırıcılar tarafından

yapılan tezler, makaleler bir bir gözden geçirilmiş

ve gerek ruhsat sahibi tarafından yaptırılan ve

gerekse tarafımızca alınan örnekler üzerinde

yapılan mineralojik ve kimyasal analizler ve bazı

laboratuvar testleri uygulanarak Karıncadağ

polimetalik cevherleşmesi üzerinde asit

kaya/maden drenajı oluşup oluşmayacağı

konusunda kestirimde bulunulmuştur.

2. KESTĠRĠM YAPILABĠLMESĠ ĠÇĠN

GEREKLĠ ĠġLEMLER

2.1. Saha Karakterizasyonu

Maden yatağının aranıp bulunmuş maden haline

getirilerek ekonomikliğine karar oluşturulmuş ise

zaten temel jeolojik araştırmalar, arama faaliyetleri

sırasındaki jeokimyasal tetkikler sahaya ilişkin

önemli bilgilere ulaşılmış demektir. Arama

sırasında etütler için önceden açılmış galeriler,

kazılan arama kuyuları, yarmalar ve çukurlardan

alınan örneklerin kimyasal, mineralojik analizleri

ve jeoteknik testleri ile daha çok rezervi, cevherin

yataklanma biçimini, örtü tabakası kalınlığını vs.

belirlemeye yönelik sondaj karotlarının aynı

şekildeki analizleri, madencilik açısından, sahanın

niteliklerini büyük ölçüde ortaya çıkarır.

Çevresel Etki Değerlendirmesi (ÇED) aşamasında

yürütülen kapsamlı ve çok yönlü (jeolojik,

biyolojik, hidrolojik coğrafik ve benzeri)

incelemeler saha çalışmalarıyla elde edilecek

verilerin neredeyse tamamı saha çalışmaları içinde

değerlendirilmektedir.

Madencilik faaliyetleri açısından ise, numune alma

konusu önemli olduğu nispette karmaşıktır ve

güçlükler arz etmektedir. Kimyasal ve mineralojik

analiz temel jeolojik çalışmalardan başlayarak;

arama, rezerv ve içerik tespiti, hazırlık, üretim,

zenginleştirme ve nihayet kapatmaya kadar,

madenciliğin her aşamasında en önemli

yönlendirme parametrelerinden birisidir. Saha

örneklemelerinde, jeolojik ve mineralojik yapının

bileşim ve boyut açısından nadiren tek düzeylik

sergilemesi nedeniyle, numune alma sürecinde

ciddi şekilde zorluklar içermektedir. Dünyada

sistematik numune alma yöntemlerinde birçok

kriter geliştirilmiş olup bunlardan biri veya bir kaçı

seçilerek ekonomik boyutu da göz önünde

tutularak numune alma işlemi yapılır. İşletilmekte

olan veya kapatılan madenler için asit maden

drenajı kestirim çalışmalarında numune alma

kaynakları bazı farklılıklar gösterir. Çizelge 1’de

asit kaya/maden drenajı oluşturabilecek etmenler

ayrıntılarıyla verilmiştir.

Asit maden drenajı oluşumu jeolojik ve

mineralojik faktörlere doğrudan bağlı olduğundan,

numuneler bu faktörler, fasiyes değişimleri ve

yüzey bozuşmaları göz önünde bulundurularak

temsiliyet sağlanır. Jeolojik bakımdan, özellikle

stratigrafik birimlerde sülfür ve nötürleştirici

mineral yüzdeleri ciddi farklılıklar gösterir.

Açılacak sondaj sayısı ve sondajlar arası mesafeler

yanal, sondaj derinliği ve litolojik birimlerde

numuneleme aralığı dikey değişimlere göre tayin

edilir. Atmosferik etkiler ve diğer doğal olayların

etkileri neticesinde yüzeyde veya yüzeye yakın

seviyelerde bulunan karbonatlar çözünerek,

sülfürler oksitlenerek uzaklaşabilir. Kimyasal

bozuşmanın hızı ve gelişebileceği derinlik fiziksel

faktörler ve litolojik yapıca etkilenir.

Gerçekleştirilecek çalışma temel alınarak

şekillendirilen numune alma stratejisi ve planı

uygulanıp, örnekleme aşaması tamamlandıktan

sonraki adım, ihtiyaç duyulan verilerin üretilmesi

için, katı ve sıvı numuneler üzerinde yapılacak

olan ölçüm, test ve analizlerdir.

Saha karakterinin ortaya çıkarılması veya kısaca

tanımlanması diyebileceğimiz bu etapta, çalışmalar

iki farklı gaye için yapılır. Birincisi asit

oluşumuyla, ikincisi drenaj niteliğiyle,

dolayısıyla da, çevresel etkileriyle ilgilidir. Daha

açık olarak asidin meydana gelmesinde kaynak

görevini üstlenen ortamlar ile oluşuma katkıda

bulunan veya engelleyici etki yapan faktörlerin

hangi yönde ve ne şekilde etkinlik

göstereceklerinin saptanmaya çalışılması ilk adımı

teşkil eder.




2.2. Alınan Saha Numuneleri Üzerinden

GerçekleĢtirilmesi Gereken BaĢlıca ĠĢlemler

Alınan katı numuneler üzerinde gerçekleştirilecek

mineralojik analizlerle hem birincil, hem de ikincil

mineraller tespit edilir. Özellikle sülfürlü

mineraller, karbonatlar ve silikatlar asit üretme

veya nötürleştirme reaksiyonlarına doğrudan

girdiklerinden ayrı bir önem taşırlar. Bu nedenle,

yine bu minerallerin tipleri ve kristal yapıları

davranışlarının belirlenmesi bakımından bilinmesi

gereken parametrelerdir. Katı numunelerde ayrıca

fiziksel ve jeoteknik özelliklerin de belirlenmesi

gerekmektedir.

Kimyasal analizlerle, başta sülfür ve karbonat

miktarları olmak üzere, ortamda tepkimeye

girebilecek metalik ve diğer iyonların varlığı tayin

edilerek maden sahasının asit üretme

potansiyelinin olup olmadığı, tepkime ürünlerinin

neler olabileceği, oksitlenme reaksiyonlarının

hangi aşamaya kadar devam edebileceği ve drenaj

sularının karakterinin nasıl gelişebileceği

öngörülebilir. Öğütme sonucunda çok ince tane

boyutuna (şlam boyutuna) geçen malzemeler gibi

drenaj kalitesine etki eden başka unsurların da

içerik ve miktarlarının belirlenerek göz ardı

edilmemelidir [3,4].

Sahadan alınan sıvı örnekler içinde de kimyasal,

fizikokimyasal ve bakteriyolojik analizler

gerçekleştirilir. Uygulanan kimyasal analizlerde

Fe, Al, Cu, Pb, Zn, Mn, As, Hg gibi ağır metal

iyonlarıyla sülfür ve sülfat iyonları, asidite ve

alkalinite seviyeleri belirlenir. Sıvı örneklerindeki

fizikokimyasal testlerle de iletkenlik, debi, Ph, Eh,

sıcaklık ve sıvıda çözünmüş oksijen gibi değerler

belirlenir. Ayrıca sıvılardaki bakteri popilasyonun

tipi ve boyutu belirlenerek bakteri etkisinin

saptanmasına çalışılır.

Maden sahasıyla ilgili yukarıda belirtilen aşamalar

geçildikten sonra söz konusu maden sahasının asit

üretme potansiyeli ve drenaj kaçınılmaz ise

Çizelge 1. Atık kaya yığınlarında ve artık göletlerinde asit maden drenajı etmenlerinin mukayesesi [2].

Asit OluĢumunu Atık Kaya Yığınları Artık Yığını (Göleti)

Etkileyen

Faktörler

Sülfür Kaynağı

-İçerik ve yere göre değişken

-Kısa mesafelerde, sülfür içeriği

açısından değişken

-Koşullar yeknesak, sıklıkta sülfür

içeriği

yüksek

Tane Boyutu

-Ortalama kayaç boyutu, tipik olarak

20 cm’den iri, ama değişkenliği yüksek.

-Artık tane boyutu %100’ü 0,2

mm’den küçük olabilir.

Ph Değişkenliği -Değişkenlik kısa mesafede yüksek.

-Birkaç yatay ana kuşakta,

koşullar iyi derecede yeknesak.

Hızlı Oksitlenmenin

Başlaması

-Genellikle, ilk kayaç yerleştirilir

yerleştirilmez, tetikleyici noktalarda

başlar.

-Çoğunlukla, maden ömrünü

tamamladığında artık yığılma

işlemi bittikten sonra başlar.

Oksijen Girişi

-Tercihli akış hatları boyunca hızlı

-Akış hatlarında mevsimsel değişmeler,

yüksek konsantrasyonlarda depolanan

ürün taşması

-Sızma yavaş ve yeknasak

-Akış yollarında değişkenlik az ve

depolanmış üründe taşma.

-Büyük miktarda süzülme sonucunda,

yeraltı sularına büyük miktarda sızma.

-Erken dönemde, büyük miktarda

üst yüzeyden AMD akıntısı

Amd Salımı

-Daha düşük süzülme

-Oluşumu takiben hızlı salım, bazen

nötürleşmiş ve asit AMD birlikte sızar

-Sızmada, proses sularından

nötürleşmiş AMD’ye, düşük pH’lı

AMD’ye tedrici geçiş.



nitelikleri hususunda kestirim yapılabilir.

2.2.1. Kükürt (S) Analizi

Asit kaya/maden drenajı kestiriminde, potansiyel

asiditenin tayini kükürt (S) analizine dayalıdır. S

ise çeşitli minerallerin bünyesinde sülfit, sülfat ve

organik form gibi farklı biçimlerde bulunabilir.

Öte yandan, statik kestirim yöntemlerinde

hesaplama işlemi bazen toplam S, bazen de

sülfitlere bağlı S içeriğinin kullanımını gerekli

kılar. Bundan dolayı, S’ün numune içinde ne

miktarda ve hangi biçimlerde yer aldığı hem

kimyasal, hem de mineralojik olarak

belirlenmelidir. Azami asit potansiyeli

hesaplanacaksa, esas olan numunedeki toplam S

miktarıdır. Bu sebeple, öncelikle toplam S

gözetilir. Toplam S içeriğinin saptandığı çeşitli

kimyasal analiz teknikleri bulunmaktadır (ASTM

D 3177, ASTM yöntemleri D 4239-00, D 3177-89

ve D 5016, TS EN 1744-1/Bu çalışmadaki S

tayininde bu standart kullanılmıştır). Kestirimde,

toplam S yerine sülfidik S ile asit potansiyelin

hesaplandığı testlerde ise, S miktarlarının her

birinin ayrı ayrı tespiti gerekmediği belirtilmiştir.

2.2.2. Karbon (C) Analizi

Kestirimin ikinci adımında, jeostatik testlerle

nötürleştirme potansiyel değeri bulunur.

Nötürleştirme tepkimelerinde başlıca rol oynayan

mineraller karbonatlardır. Fakat C’un oluşturduğu

mineraller karbonatlardan ibaret değildir. Grafit ve

organik karbon halinde de bulunabilir. Toplam C

içeriğinin tayin edildiği bir analiz (ASTM E-1915-

17 (ASTM 2000a),BS-1377-3/1990 (Bu çalışmada

bu standart uygulanmıştır), numunenin yüksek

sıcaklıktaki oksijen atmosferinde yakılmasını, tüm

C’un CO2’e dönüştüğü düşüncesiyle, gazlaştırılan

kısmın filtre edilmesini ve içindeki CO2 miktarının

saptanmasını kapsamaktadır [3]. Bu saptama,

aradaki farkın yardımıyla C türlerinin belirlenmesi

mümkündür. Karbonatların bozuşum sıcaklıkları

arasındaki farktan yararlanarak C ayırt edilebilir.

Ayrıca, numune asitte çözündürüldüğünde, tüm

karbonatların sıvı faza geçeceği, katı kısımda

organik karbonun kalacağı temeline dayalı analiz

tekniği uygulanmaktadır. Buna göre, toplam C ile

asitte çözünmeyen karbon arasındaki fark

karbonatlara bağlı C olacaktır.

Elde edilen sonuçların sağlıklı olabilmesi için

kimyasal analizlerle, mineralojik ve petrografik

analizlerin birbirini desteklenmesi son derece

önem arz etmektedir.

2.3. Asit Maden Drenajı Potansiyelinin ve

Drenaj Niteliğinin Kestirimi

Kestirim asit kaya/maden drenajı potansiyelinin

oluşup oluşmayacağını, oluşacaksa büyüklüğünü,

sürekliliğini, çevreye metal salımlarını ve uzun

dönem etkilerini değerlendirmesini kapsar.

Kestirim için kullanılmakta olan yöntemler

arasında jeokimyasal statik ve jeokimyasal

dinamik (kinetik) testler, jeokimyasal

modellemeler, liç (özütleme) testleri,

jeoistatistiksel modellemeler (3D modelleme),

saha ve laboratuvar çalışmalarıyla sağlanan

verilerin değerlendirilmesi ve yorumlanması

sayılabilir [4]. Ayrıca, benzer özellikler gösteren

başka maden alanlarındaki artık malzeme ile ilgili

gelişmelerden (gözlem ve izleme) edinilen veriler

de çalışmalarda kullanılmaktadır. En sık

başvurulan metotlar arasındaki jeokimyasal statik

testler, örneklenen sahaların asit üretme

potansiyelleriyle üretilebilecek asidi nötürleştirme

potansiyelleri arasındaki cebirsel farkın veya

oranın sonucunda bulunan değerin yorumuna

dayalıdır. Büyük ölçüde kimyasal ve mineralojik

analizler ile basit testlere dayalı olup; uygulama

kolaylıkları, düşük maliyetleri ve kısa sürede

netice vermeleri münasebetiyle tercih edilirler.

Bunun aksine, jeokimyasal kinetik testlerden

sonuç alınması uzun sürmektedir. Fakat doğal

koşulların laboratuvar ortamında benzeştirilmesi

esas alındığından, statik testlere kıyasla daha

güvenilir değerler elde edilmektedir.

Kısa süre içerisinde sonuç almayı hedefleyen

matematiksel modeller ise, asit drenaj oluşum

mekanizmalarını birtakım varsayımlara dayanarak

basite indirgeyerek, süre ve maliyet ile güvenilirlik

de azalmaktadır. Kullanımları henüz yaygın

olmayıp, gelişme sürecinde olsalar da günümüzde

Türkiye’de ÇED raporlarının çoğunda pek de

gerçeğe dayanmayan bu tip modelleme paket

programlarıyla kestirim oldukça kullanılmaktadır.




2.3.1. Jeokimyasal Statik Testler

Asit maden drenajının oluşum potansiyelinin

tespitinde, nispeten basit denebilecek ve aynı

ölçüde çabuk sonuç veren statik testler sıkça

başvurulan yöntemlerdir. Statik jeokimyasal test,

sahayı temsil ettiği kabul edilen numunelerin

azami asit üretme ve nötürleştirme potansiyellerini

kısmen hesaplama, kısmen de test ederek

belirlemeyi, sonuçta da bulunan değerleri

kıyaslayarak asit oluşma ihtimalini tayin etmeyi

hedefleyen bir öngörü yöntemidir. Esas itibariyle

kestirim çalışmalarının başlangıcında başvurulan;

uygulaması daha kolay, kısa süreli, düşük maliyetli

ve izleyen kademelere yön veren eleme

niteliğindeki testlerdir. Asit üretme potansiyeli

numunenin mineralojik yapısında yer alan sülfürlü

mineraller dikkate alınarak hesaplama yoluyla

bulunurken, nötürleştirme potansiyeli, seçilen

yönteme göre az çok değişkenlik arz eden basit

testlerle deneysel olarak tespit edilir. Statik

testlerde, her iki yönde bulunan sonuçlar,

matematiksel ifadeler kullanılmak suretiyle

kıyaslanır ve yorumlanır. Statik testler yalnızca

asit üretme ve nötürleştirme kapasitelerini ölçer.

Asidi üreten ve asidi nötürleştiren minerallerin

mevcudiyeti ile bu mineraller arasındaki çözünme

hızlarının farkını dikkate almaz [3]. Statik

testlerde, numunelerin azami asit üretme

potansiyelleri azami nötürleştirme

potansiyelleriyle kıyaslanarak asidik drenaj oluşma

olasılığı tahmin edilir. Asit Üretme Potansiyeli

(AÜP-azami potansiyel asidite ile aynı

anlamdadır) numunedeki sülfür veya sülfitli bileşik

yüzdesinin (seçilen teste bağlıdır) bir çevrim

katsayısı (31,25*%S) ile çarpılmasıyla bulunur.

Nötürleştirme Potansiyeli (NP-asit nötürleştirme

kapasitesi) numunede mevcut bulunan ve asidi

nötürleştirme yeteneğine sahip olan karbonatlı

minerallerin ölçüsüdür. NP değeri numuneye asit

ilave edip, tüketilen asidi belirlemek için geriye

titre edilerek veya numunenin doğrudan asit

titrasyonuyla tayin edilir. Net Nötrleştirme

Potansiyeli (NNP-net asit üretme potansiyeli ile

aynı) ya da Asit/Baz Hesabı AÜP değerinin NP

değerinden çıkarılmasıyla veya NP’nin AÜP’ye

oranlanmasıyla bulunur. Statik test sonuçları,

üretilen asidin nötürleştirilmesi için kayacın her

1000 tonu başına gereken kalsiyum karbonat

kütlesi (kg, ton vs.) olarak ifade edilir [3].

Statik testler ya toplam sülfür veya sülfitli mineral

içeriğini dikkate alarak asit üretme potansiyelini

öngörür. Toplam sülfür içeriği ile hesap

yapıldığında, barit ve jips gibi asit üretmeyen

mineraller de hesaba katıldığından gerçek değerin

üzerinde bir potansiyel değeri bulunur. Öte

yandan, sülfitli mineraller dikkate alınarak hesap

yapıldığında ise melanterit, jarosit gibi asit üreten

mineraller hesaba katılmadığından, bulunan değer

gerçek potansiyelin altındadır. Buradan çıkarılacak

sonuç odur ki, aynı numune için farklı statik test

metotlarıyla birbirini tutmayan nötürleştirme

potansiyeli değerleri bulunabilir. Burada, maden

artıklarının tane boyutu, kullanılan asit, ilave

edilen asit miktarı (ortamın pH değeri), sıcaklık,

süre ve geriye titrasyon işlemi yapılıyorsa geriye

titrasyonun nihai pH değeri gibi değişkenler buna

sebep olabilir. En etkin olanları tane boyutu, asit

ilavesi ve geriye titrasyon uygulamasıdır. Ortaya

çıkabilecek farklılığın ne ölçüde büyük olabileceği

numunenin mineralojisine bağlıdır

2.3.1.1. Asit Baz Hesaplama Yöntemleri

Statik testlerin ilk uygulaması olan Asit-Baz

Hesaplama yöntemini ortaya çıkaran fikrin temeli

ve geliştirilme süreci ise oldukça ilginçtir.

Skousen, Smith ve Sencindiver[in 4] tarafından

ayrıntısı verilen tarihçede, düşünceye, 1930’larda

tartışılmaya başlanan yerkabuğunun bileşimini

tahmin çalışmalarının kaynaklık ettiği ifade

edilmektedir. Genel olarak yerkabuğu bileşiminde,

anyonik veya asit üreten elementlerin (S, Cl, F ve

P) yüzdesine oranla, reaktif haldeki katyonik

elementlerin (Ca, Mg, K ve Na) daha yüksek

yüzdeyle yer aldığı belirtilmektedir. Demir,

alüminyum, silis ve oksijen gibi çok miktarda

görülen diğer elementlerin çözünürlüklerinin zayıf

veya reaktivitelerinin düşük olduğuna dolayısıyla,

asidite ya da alkalinite üzerinde çok sınırlı etki

yaptıklarına işaret edilmektedir. Bu bilgilerden

yola çıkılarak, bir kayaçta baskın olan elementlerin

o kayacın gelecekte asit üretip üretmeyeceğini

belirleyeceği ileri sürülmektedir.

Bir numunenin asit potansiyelinin tayininde

kullanılan üç temel uygulamadan bahsedilebilir.



Bunlar;

Azami potansiyel asiditenin hesaplanmasında,

toplam S’nin saptanması ve piritin oksitlenmesi

için geçerli stokiyometrik eşitliğin kullanılması,

Demir oksitlerin uzaklaştırılmasının ardından,

piritle bağlantılı demirin tespit edilmesi ve yine,

piritin oksitlenmesi için geçerli stokiyometrik

eşitlik kullanılarak potansiyel asiditenin

hesaplanması,

Numunenin kuvvetli bir kimyasal oksitleyiciyle

(hidrojen peroksit gibi) muamele edilmesi veya

şiddetli bozuşturma sonrasında asit titrasyonu

uygulanmasıdır.

Standart ABH metodunda ilk adım AÜP değerinin

hesaplanmasıdır. Burada herhangi bir deneysel

işlem söz konusu değildir. Numunedeki kükürt

miktarı analizle tespit edilir. AÜP hesaplanırken;

katı fazdaki kükürdün yalnızca disülfit (S-2

)

halinde bulunduğu, kükürdün kaynağının pirit

olduğu ve mevcut kükürdün tamamının reaksiyona

gireceği, bir başka deyişle, oksitlenerek sülfata

dönüşeceği kabul edilmektedir. Öte yandan;

FeS2+3,5 H2O+3.75 O2 Fe(OH)3+2SO4 +4H+

reaksiyonu gereğince her 1 mol kükürdün 4 mol

proton iyonu (2 mol asit) meydana getireceği

varsayılmaktadır. Bunların dışındaki hipotezler,

oksitleyicilerin sadece oksijen ve sudan ibaret

olduğu, piritten gelen demirin Fe+3

’e

yükseltgendiği, tüm demirin de Fe(OH)3 olarak

presipitasyona uğradığıdır [1].

Kükürdün 1 molü 32 gr, CaCO3’ın 1 molü 100

gr’dır. Buna göre, kükürdün CaCO3’ a ağırlıkça

oranı 1/3,125’e eşittir. Numunenin ağırlıkça

içerdiği kükürt yüzdesi 3,125 değeri ile

çarpıldığında, üretilen asidi nötürleştirmek için

gereken CaCO3’ın yüzde ağırlığı bulunur. Katsayı

10’la çarpılmak suretiyle (3,125*10=31,25), yüzde

değeri bindeye dönüştürülür. Dolayısıyla,

numunenin analizi sonucunda bulunan S değerinin

31,25 katsayısıyla çarpılması, sahadaki asit

üretecek malzemenin her tonunu nötürleştirmek

için gereken CaCO3 eşdeğeri ton biriminde AÜP

değerini verir,

AÜP = 31,25 * %S

Bu eşitlik genelde kabul görmekte olup, bir

anlamda standartlaşmıştır. Ancak, önerilen

eşitliğin her durumda geçerliliğini koruduğu

söylenemez. Oksijen bulunmayan ortamlarda piriti

oksitleyen Fe3+ iyonuysa ve bu iyon piritten

türemişse, çevrim katsayısı 15,625, üç değerlikli

demir minerallerinden türemiş se 125 bulunur.

Oksitleyici sadece mangan iyonu olup, serbest

kalan demirin oksitlenmediği ve presipitasyona

uğramadığı durumlarda, katsayı yine 125 çıkar.

Oksitlenen galense ve açığa çıkan kurşun iyonu

hidroksit halinde presipite olursa, bu değer

31,25’dir [1]. Aslında farklı ortam koşulları

altında, değişik katsayılar hesaplanması son derece

doğaldır. Çünkü tepkimeler ortamdaki kimyasal

yapının karmaşıklığına paralel olarak

karmaşıklaşır. Ancak, kimi belirsizlikler ve bazı

sınırlayıcı kabullere karşın, sağladığı basitlik ve

genelde doğru bir yaklaşım sergilemesi nedeniyle

31,25 değerinin yaygın biçimde kullanıldığı

görülmektedir. Eklemek gerekir ki, asit oluşumu

söz konusu olacaksa, oksitleyici eleman olarak

oksijen ve su esas alınmak durumundadır. Diğer

olasılıklar yalnızca çok özel şartlar için geçerli

olabilir. Fe+3

ve Mn’ın tepkimelerin başlangıcında

yer almamalarının ötesinde, mangan örneğinde

olduğu gibi, süreç içindeki rollerinin bağımsız

olduğu da söylenemez.

Paktunç [5] tarafından önerilen hesaplama

biçiminde ise, toplam sülfür analizinden sülfatlara

bağlı sülfürler çıkarılarak asit potansiyel bulunur.

Bu eşitlikle elde edilen asit potansiyelinin birimi

sülfürik asit eşdeğeridir.

∑

Burada; YAP yığın asit potansiyeli (sülfürik asit

eşdeğeri (kg/ton)), nM,a stokiometrik faktör (1 mol

sülfürlü mineralin oksidasyonuyla oluşan sülfürik

asit in mol sayısı, pirit için 2 ve pirotin için 1

alınır), a sülfürik asitin moleküler ağırlığı

(gr/mol), Xs sülfür minerali S’nin moleküler

ağırlığı (gr/mol), sülfürlü mineral S’nin

numunedeki ağırlıkça yüzdesi, k numunedeki




sülfürlü minerallerin sayısı ve 10 ise çevrim

faktörüdür (kg/ton).

NNP veya NAÜP belirlenirken, ikinci adım

NP’nin saptanmasıdır.

NP değeri bulunurken de bazı kabuller yapılmakta,

her 1 mol CaC03’ın 2 mol asit tüketeceği Fe+3

+

3H2O→Fe(OH)3 + 3H+

reaksiyonundan hesap

edilmektedir. Ayrıca, bir başka kabul,

laboratuvardaki asitle muamele esnasında

numunede bulunan ve asit tüketen minerallerin

doğada da tümüyle tepkimeye gireceği üzerine

kuruludur. Yine, eklemek gerekirse; asit tüketen

minerallerin, çözündüğünde asit üreten

minerallerle aynı hızda tepkimeye girecekleri

varsayılmaktadır.

NP saptanırken ilk adım, numunenin tepkimeye

sokulacağı asidin miktar ve şiddetini belirlemektir.

Bilindiği üzere, saha jeolojisi çalışmalarında,

kayaçlardaki karbonat varlığının anında gözlemle

tespit edilmesi gayesiyle HCl kullanımı yaygındır.

Numune üzerine birkaç damla seyreltik HCl

(%10’luk) damlatıldığında, eğer kayaç karbonat

içeriyorsa, karbonatın parçalanması sonucu CO2

açığa çıkması nedeniyle bir kaynama izlenir. Buna

dayanarak, numunenin NP’ni tayin için,

“fışırdama” (fızz) testi geliştirilmiştir. Bu test

yardımıyla, kullanılan asidin miktarı, bir başka

deyişle, numunedeki kalsiyum karbonat ve

magnezyum karbonat içeriği belirlenir [4].

Testin yapılışında; 1 birim suya 3 birim asit olmak

üzere, suyla karıştırılarak hazırlanan HCl çözeltisi

0,5 gr numune üzerine damlatılıp, kimyasal

tepkime esnasında meydana gelen “fışırdama”

izlenir. Fışırdama olayının şiddetine göre, tane

boyutu -60 mesh (250 μm) olacak şekilde

öğütülmüş 2 gr numune ile muamele edilecek HCl

çözeltisinin hacim ve konsantrasyonu tayin edilir

(Çizelge 2). İlave edilecek asidin hacim ve

konsantrasyonu belirlendikten sonra, numune asit

ile karıştırılır. Karışım, baloncuklaşma duruncaya

kadar ısıtılır ve soğumaya bırakılır. Tepkime

süresince tüketilen asit miktarını belirleyebilmek

için, soğuyan karışım NaOH kullanılarak pH 7’ ye

titre edilir. Numune tarafından nötürleştirilen

asidin miktarından, numunenin NP değeri

hesaplanır.

NP birimi olarak genellikle ton CaCO3/1 000 ton

verilmekle birlikte, kg CaCO3 eşdeğeri/t numune,

ppt (binde kısım) CaCO3 eşdeğeri de kimi

araştırmacılarca tercih edilebilmektedir. Ayrıca,

nadiren % CaCO3 ve kg H2SO4 da

kullanılabilmektedir.

Nötürleştirme potansiyelinin de hesap yoluyla

bulunmasının önerildiği [5] bir yaklaşımda,

nötürleştirme yeteneği olan minerallerin tümü

dikkate alınır. Burada da, nötürleştirme potansiyeli

birimi CaCO3 eşdeğeri yerine, sülfürik asit

eşdeğeri alınır.

∑

Burada; YNP yığın nötürleştirme potansiyeli

(sülfürik asit eşdeğeri (kg/ton)), Xi mineralinin

miktarı (% ağırlık), nötürleştirici mineralinin

moleküler ağırlığı (gr/mol), nM,i stokiometrik

faktör (1 mol sülfürik asit tüketmek için gereken

nötürleştirici mineralin mol sayısı) ve k

numunedeki nötürleştirici mineral sayısıdır.

AÜP ve NP bulunduktan sonra, NNP bir

matematiksel işlemle belirlenir.

NNP hesaplanırken, analiz neticesindeki S değeri

yardımıyla hesaplanan AÜP’nin ve test edilerek

ölçülen NP’nin birimlerinin aynı olması gerektiği

gözden kaçırılmaması gereken bir ayrıntıdır.

NNP=NP-AÜP veya NNP=NP/AÜP

eşitliklerinden biri kullanılarak NNP hesaplanır.

Bundan sonrası, çıkan sonucun yorumlanmasından

ibarettir.

Net asit üretme potansiyelinin (NAÜP) doğrudan

saptanmasının hedeflendiği bir test yöntemidir.

Numunenin hidrojen peroksit (H2O2) ile tamamen

oksitlenmesini müteakiben, oluşan asidin malzeme

içindeki nötürleştiricilerle tepkimeye girmesi temin

edilir. Böylelikle, tepkimeler tamamlandığında

ortamda varlığı söz konusu olan asit, titrasyon

yoluyla tayin edilir.



Tepkimelerin hızla gerçekleşmesini sağlamak için

asit yerine, çok güçlü bir oksitleyici olan hidrojen

peroksit kullanılır. Numunelere (atık kayalardan

alınanlar hariç) tane boyutu küçültme uygulaması

yapılmaz. İşlem sürecinde, %15’lik 100 ml (bazı

kaynaklarda 250 ml) H2O2 5 gr (bazı kaynaklarda

1-2,5 gr) numune ile tepkimeye sokulur. Çözelti

pH’ı 2,5’den büyükse 0,1 M NaOH, 2,5 veya daha

küçükse 0,5 M NaOH tercih edilir.

Tepkime esnasında asit oluşur ve oluşan asit

tampon etkisi yapan veya nötürleştirme

potansiyeline sahip olan minerallerle yeniden

tepkimeye girer.

Tepkimeler gözle izlenemeyecek seviyeye

geldikten sonra 1 saat daha beklenip, ortam pH’ı

ölçülür. Son olarak da, nihai pH 7 olacak biçimde

titrasyon yapılır.

Buradan da net asit üretme ya da nötürleştirme

potansiyeli tayin edilir. Bunun için;

NAÜP = (49*V*M)/A

Eşitlikte;

NAÜP: net asit üretme potansiyeli, (kg H2SO4/t),

V: titrasyonda kullanılan NaOH’in hacmi, (ml),

M: NaOH’in molaritesi, (mol/L),

A: tepkimeye sokulan numunenin ağırlığı, (g)’dır.

2.3.1.2. Sonuçların Değerlendirilip

Yorumlanması

Önceki başlıklarda da belirtildiği gibi asit üretme

potansiyeli ile asit nötürleştirme potansiyeli

değerlerinin bulunmasından sonra, iki değer

arasında bir matematiksel işlemle NNP (net

nötürleştirme potansiyeli) veya NAÜP (net asit

üretme potansiyeli) kalsiyum karbonat eşdeğeri

cinsinden (sahadaki malzemenin tonu başına kg

CaCO3 veya kg/t CaCO3 olarak) hesaplanmış olur.

Bunlardan, genel kabul gören ABH sınıflamasında,

asit üretme potansiyeli yüksek, belirsiz ve düşük

olarak üç kategoriye ayrılmıştır. Bu sınıflamada

NNP ve NP/ AÜP eşitlikleri temel alınmıştır. Basit

bir ayrıntı olmakla birlikte, çizelge incelenirken

gözden kaçırılmamalıdır ki, NP> AÜP ise NP/

AÜP > 1 NP<AÜP ise NP/ AÜP<1’dir. Ayrıca,

NNP değeri için “asit değil” kategorisinde

herhangi bir tanımlama yapılmamıştır. Oransal

eşitlikte, daha kesin bir değerlendirmenin yapıldığı

görülmektedir.

Net Asit Üretme testinde olduğu üzere, elde edilen

sonucun birimi CaCO3’a bağlı değil de, H2SO4

miktarı cinsinden verildiğinde, yorumlama için

kullanımı daha uygun olabilecek bir değerlendirme

ölçütü Çizelge 3’de görülmektedir.

2.3.1.3. Jeokimyasal Statik Testlerde Hata

Kaynakları

Gerçekte numunelerin asit ve nötürleştirme

potansiyellerinin belirlenmesinde esas hata

kaynağı, arazi çalışmalarıyla derlenen numunelerin

incelenen maden sahasını temsil etmesi veya

etmemesi ile ilgilidir. Çünkü o aşamada yapılacak

bir hata, sonraki işlemlerde ne derece hassas

hareket edilirse edilsin, yöntem seçimi ve

uygulama ne kadar başarıyla uygulanırsa

uygulansın telafi edilemez. Bu bakımdan, statik

testlere ilişkin hata kaynakları irdelenirken,

öncesinde gerçekleştirilen adımların doğru olduğu

Çizelge 2. Fışırdama testi için fışırdama gözlemiyle asit miktar ve şiddetinin belirlenmesi [6]

FıĢırdama Hızı Gözlem Asit

Miktarı

Asit ġiddeti

0-Yok Tepkime yok 20 ml 0,1 M

1-Hafif Çok az tepkime, saniyede birkaçtan çok

sayıda küçük baloncuğu kadar

40 ml 0,1 M

2-Orta Şiddette Küçük sıçramayla beraber aktif

baloncuklaşma

40 ml 0,5M

3-Kuvvetli Esaslı sıçramalar içeren son derece aktif

baloncuklaşma

80 ml 0,5 M




varsayılmaktadır. Bununla birlikte statik testler ele

alındığında; analiz, hesaplama ve bir takım

kabullere dayandığı, bu meyanda, çeşitli yönleriyle

eksiklikler içerebileceği doğal karşılanmalıdır.

Eleme niteliği taşıması hasebiyle, nadiren kesin

sonuç verdiği ve zaten çoğunlukla daha ileri

çalışmalarla desteklendiği unutulmamalıdır. Çünkü

bu testler esas itibariyle, karar vericiyi yönlendirici

bir işlev yerine getirmektedir.

Numunenin asit üretme potansiyeli tayin edilirken,

araştırmacıların genel anlamda üzerinde hemfikir

oldukları kabuller çerçevesindeki hatalar bir

kenara bırakılacak olursa, konu S ile sınırlanmış

olur.

S değeri: Asit üretme potansiyelinin bulunmasında

ister toplam S, isterse sülfitli minerallere bağlı S

dikkate alınsın, her iki halde de sülfürlerin

tamamen çözüneceği kabul edilmektedir. Doğal

ortamda % 100 çözünmenin son derece güç, hatta

imkânsız olduğu ortadadır. Dolayısıyla, statik

testlerde verilen değer potansiyelden ibarettir.

Burada, asit üretme potansiyeli açısından asıl

önemli nokta, hesaplamalarda temel alınan S’lü

minerallerdir. Mineraller S’ü ya sülfitler (CuS,

ZnS, PbS, FeS2, MoS2, Sb2S3, As2S3, CU3AsS4 vs.)

veya sülfatlar (KAl3(SO4)2(OH)6, BaSO4, PbSO4,

CaSO4. 2H2O2, SrSO4, CaS04 vs.) halinde

bünyelerinde bulundururlar. Kömür yataklarında

yaygın ve karbonatlı kayaçlarda daha az olarak

organik S bulunması olağandır. Bilindiği gibi

toplam kükürt aşağıdaki eşitlikle

hesaplanmaktadır.

Toplam % S = % Sülfidik S + % Sülfat S + %

Organik S

Sülfürler sadece çözünürlükleri yönüyle değil,

çözündüklerinde asit üretip üretmeme bakımından

da değişkenlik gösterirler. Barit, epsomit, anhidrit

ve jips asit üretmeyen sülfat mineralleri iken;

brokantit, alünit, jarosit ve melanterit

çözündüklerinde ortamın asiditesini arttırabilen

sülfatlardır. Çözünürlüğü yok denecek seviyedeki

minerallerde, barit gibi, yer alan S’de tamamen

çözünürler arasına dahil edildiğinde, hesaplanan

asit üretme potansiyeli gerçek değerinin üzerinde

çıkmaktadır. Bu durum, normalinde, asit üretmez

olarak yorumlanması gereken bir numune için asit

üretir sonucunu doğurabilir.

Organik S, genelde, kimyasal açıdan tepkimeye

girmeye meyilli değildir. O nedenle, asit

oluşumunda etkisi yoktur veya yok denebilecek

ölçüde küçüktür.

2.3.1.3.2. NötürleĢtirme Potansiyelinin

Belirlenmesinde Hata Kaynakları

Numunelerin asit nötürleştirme potansiyelleri tayin

edildiğinde, farklı değerlere ulaşılabildiği

Çizelge 3. Net asit üretme testi için yorumlama kılavuzu [6]

Numune Sınıfı Nihai pH NAÜ Değeri/KgH2SO4/t NNP (Kg H2SO4/t)

Asit Üretme Potansiyeli

Yüksek Kapasite

Düşük Kapasite

˂4

˃4

˃10

≤10

Pozitif

-

Belirsiz ≥4 0 Pozitif

Asit Üretmeyen ≥4 0 Negatif

Bu yorumlamaya göre;

Karbonatlı malzeme veya NP eksikliği asit drenaj oluşma olasılığını arttırır,

Karbonat fazlalığı asit drenaj oluşma potansiyelini azaltır,

Drenaj kalitesinin değişken olduğu durumlarda, ABH için değer aralığı söz konusudur, denilebilir.



bilinmektedir. Oysa asit üreten ve oluşan asidi

tüketen veya tampon etkisi gösteren minerallerin

varlığında, gerçek birer asit üretme ve

nötürleştirme potansiyelleri olması gerekir. Efektif

nötürleştirme potansiyeli (ENP) nasıl

hesaplanacak?

ENP = SNP + YTNP - FNP

Burada; SNP : saptanan nötürleştirme

potansiyeli

YTNP : yavaş tepkiyenlerin nötürleştirme

potansiyeli

FNP : faydasız (kullanılamaz) nötürleştirme

potansiyeli

Karbonat Nötrleştirme Potansiyeli (KNP),

kimyasal analizle toplam C miktarının

belirlenmesinden sonra, hesaplama yoluyla

bulunur. Yapılan kabul ise, tüm C’unun

karbonatlardan kaynaklandığıdır.

KNP = % C*83,3 (t CaCO3 / 1000 t) veya

KNP = %C02*22,7 (t CaCO3 /1000 t)

Fışırdama testi: Bu testin, yargıyı yanlışa

götürebilecek özelliklerinden biri, asit ile

muamelenin ardından meydana gelen tepkimelerin

değerlendirilmesinin tamamen gözleme dayalı

olmasıdır.

Test neticesinde numunenin muamele edileceği

asit miktarı 20 ml ile 80 ml ve asidin şiddeti 0,1 N

ila 0,5 N arasında olabilir. Bu, 20 kat değişim

demektir. Tabii ki, testin gözlemlenmesi sırasında,

böylesi bir hata yapılması beklenemez. Ancak,

yine de, bunun önemli bir incelik olduğu hatırda

tutulmalıdır. Çünkü numune çözündürülürken

ortam pH’ının 0,5 – 7,0 arasında bir yerde olması

mümkündür. Uygulamada, deneyi yapan kişinin

sahip olduğu tecrübe ve testin sonraki aşamaları

olası hatayı büyük ölçüde engellemektedir.

Örneğin, pH 7’ye titrasyon yapılması esnasında, 3

ml’den daha az NaOH ile sözü edilen pH’a

ulaşılmışsa, numune yetersiz HCl ile

çözündürülmüş demektir. Hatanın en aza

indirilmesi maksadıyla, hidrojen peroksit

kullanımının salık verildiği alternatif bir işlem

süreci önerilmiştir. Buna göre, numuneye asit ilave

edildikten sonra, 5 dk süreyle kaynatılması, oluşan

süspansiyonun filtre edilmesi, 5 ml % 30’luk H2O2

ile tepkimeye sokulması ve nihayet 5 dk daha

kaynatılması halinde NP değerinde kayda değer

azalma olacağı ileri sürülmektedir [7].

Asit miktarı: Çözücü ortamdaki asit miktarının

arttırılması, asiditenin yükselmesine ve pH

seviyesinin düşmesine sebep olur. Bu durumda,

çözücü içindeki minerallerin çözünme hızlan artar.

Sıcaklık: Kimyasal tepkimelerin hızları tepkimeye

giren maddelerin cinsi, temas yüzey alanı,

konsantrasyonu, katalizör varlığı ve sıcaklık

etmenlerine bağlı olarak değişebilir. Bu

etmenlerden, sıcaklık bağlamında, genelde,

tepkime hızlarının artan sıcaklıkla artması

beklenir. Bunun sebebi, sıcaklığın yükselmesiyle,

taneciklerin kinetik enerjilerinin artması

dolayısıyla, çarpışma sayısının sıklaşmasıdır.

Tepkime hız sabiti ile sıcaklık arasındaki ilişki

Arrhenius denklemi ile ifade edilmektedir.

k = Ae-Ea/RT

Burada;

k : hız sabiti,

A : eksponensial öncesi (frekans) faktörü,

E : etkinleştirme enerjisi (J/mol),

R : gaz sabiti (J mol-1

K-1

),

T : sıcaklık (oK),

Süre: Kimyasal tepkimelerin başlangıcında hız

yüksek iken, sonrasında giderek yavaşlar. Fakat,

sürecin gelişimi tepkimeye giren malzemenin

davranışlarından bağımsız değildir.

2.3.2. Jeokimyasal Kinetik (Dinamik) Testler

Jeokimyasal statik testlerin peşinden, gerekli

görüldüğünde başvurulan jeokimyasal kinetik

testler, temelde doğada gerçekleşen süreçlerin,

olabildiği ölçüde, benzeştirme yoluyla laboratuvar

koşullarına taşınmasıdır. Ancak, in-situ niteliğinde,

bizzat sahada gerçekleştirilen kinetik testler de

mevcuttur.

2.3.3. Kinetik Test Metotları

Kinetik testler arasında, Nem Hücresi Testi, Kolon

Testi, Soksolet Ekstraksiyon Testi, British

Columbia Araştırma Doğrulama Testi, Çalkalama




(Shake Flask - Aka Batch Reactor) Testi, Saha

Testleri gibi birçok testin uygulandığı

bilinmektedir. Ancak bu çalışmada Karıncadağ

kompleks cevherleşme zonlarında bunlardan

hiçbiri uygulanmamıştır.

3. KARINCADAĞ KOMPLEKS

CEVHER SAHASINDA

ĠġLETME VE SONRASINDA

ASĠT KAYA/MADEN DRENAJI

OLUġMA DURUMU VE

ALINACAK ÖNLEMLER

Gerek işletme projesindeki resmi bilgiler, gerek bu

saha hakkında önceki yayınlanmış doktora tezleri

ve makaleler ve tarafımızdan gerçekleşen saha

çalışması, örnekler üzerinde mineralojik, kimyasal

ve cevher mikroskobisine dayanan sonuçlar

ışığında bu maden sahasının asit kaya/maden

drenajı oluşturup oluşturmayacağı ve işletme

sırasında ve sonrasında hangi yöntemlerle hangi

tedbirlerin alınması gerektiği bu başlık altında

incelenecektir. Migem’e sunulan projedeki

bilgilerden 72090 sicil nolu ve Erş.2568076

numaralı kompleks cevher (bakır, kurşun, çinko,

altın ve gümüş) madeninde ilk etapta açık işletme

yöntemiyle 700 m uzunluğunda, 2 m ortalama

kalınlığı ve 30 m ortalama derinliğe kadar olduğu

jeolojik etüd, numune alımı ve analiz çalışmaları

yapılarak belirlenmiş ve bu hacimdeki cevher

yoğunluğu 3,5 ton/ m3 olarak alındığında Rezerv;

700 x 2 x 30 x 3,5 = 147.000 ton olarak

bulunmuştur. Bu rakam bir maden yatağı için çok

düşük bir rezerv olup, arama ve rezerv genişletmek

için yapılacağı belirtilen sondaj, arama galerisi ve

jeofizik yöntemlerle desteklenerek artırılacaktır.

Ruhsat sahibi tarafından numune alma işlemleri

yapılırken tespit edilen cevherleşmenin yaklaşık

3000 x 1000=3 000 000 m2’lik alanda izlendiği

belirtilmiştir. Bu alandan alınan cevher örnekleri

içinde bakır, kurşun, çinko, altın ve gümüş varlığı

belirlenmiş ve bu sebeple de cevhere kompleks

cevher adı verilmiştir. Yaptırılan kimyasal

analizlerden % 0,4-2,2 Cu, % 0,4-1 Pb, % 0,4-30

Zn, 0,5-1.09 gr/ton Au ve 5-194 gr/ ton Ag ve %

20-51 Fe arasında değerler elde edilmiştir.

Migem’e verilen işletme projesinde görünür

rezerv;700 x 2 x 30 x 3,5 = 147.000 ton olarak

belirlenmiş, ancak üretim aşamasında % 10 zayiat

olduğu kabul edildiğinde kullanılabilir rezerv;

147.000 x 0,9 = 132.300 ton olarak bulunmuştur.

Sahada görünür rezerv alanı dışında da kompleks

cevherleşmesi izlendiği ve muhtemel rezerv olarak

70.000 ton civarında cevher rezervi olabileceği

tahmin edilmiştir.

Ayrıca görünür ve muhtemel rezerv alanı altındaki

bölüm mümkün rezerv alanı olarak kabul

edilmektedir. Bu alanlardaki çalışmalar

sürdürülerek bu muhtemel ve mümkün kompleks

cevherleşmenin görünür hale getirilmesine

çalışılacağı belirtilmiştir. Öte yandan sahada demir

cevherleşmesi de belirlenmiş olup, potansiyeli ve

kullanım durumunun belirlenmesi amacıyla

çalışmaların sürdürüleceği vurgulanmıştır. Bu

çalışmalardan olumlu sonuç alınması durumunda

saha demir içinde projelendirilecektir denildiği için

burada asit kaya/maden drenajı için yalnızca

kompleks cevher (bakır, kurşun, çinko, altın ve

gümüş) için hesaplamalar ve kestirimler

yapılacaktır.

3.1. Sahanın Asit Üretme Potansiyeli

İşletme sahasında hem birincil sülfür mineralleri

ve hem de ikincil karbonat ve oksitli cevher

mineralleri bulunmaktadır. Sülfür mineralleri

arasında pirit en yaygın mineral olarak belirlenmiş

olup asit üretmede en başta gelen mineraldir. Bu

mineralin yanı sıra çok az kalkopirit, sfalerit ve

galenit gibi mineraller de birincil parajenezde yar

alır. Sahanın henüz işletmeye açılmamış olması ve

ancak sayılı örneklerde mineralojik, kimyasal ve

jeokimyasal incelemeler sonucunda bu maden

yatağının hem gömülü bulunan bir sokulum kayacı

veya Horoz granodiyoritinden kaynaklanan

hidrotermal çözeltiler içindeki metal sülfürlerinin

Bolkardağ mermer, mermer-kalkşist ve mikaşist

gibi metamorfizma geçirmiş kayaçların süreksizlik

zonları içinde yataklandıktan sonra yer yer karstik

evrimin de etkili olduğu oksitlenmeyle ikincil

cevher minerallerinden simitsonit, limonit, götit,

serüzit, anglezit ve hidrozinkit gibi oksit, karbonat

ve sülfat minerallerine dönüştüğü 1. Bölüm olarak

bir başka makalede ele alınmıştır. Yankayaç içinde



karbonatlı minerallerin çokluğu sebebiyle oldukça

az oranlarda seyreden piritin oksitlenerek

oluşturacağı asiditeyi nötürleştirmede fazlasıyla

yeterli olacağı açıktır. Kayanın azami üretebileceği

asit numunenin analizi ile bulunan toplam kükürt

değeri kullanılarak hesaplanmaktadır.

Numunelerin asit potansiyelin tayininde başlıca 3

yöntem oldukça yaygındır. Bunlar;

Toplam kükürttün saptanması ve piritin

oksitlenmesi için belirlenen stokiyometrik eşitliğin

kullanılması,

Numunenin hidrojen peroksit gibi güçlü bir

oksitleyici ile reaksiyona tutuşturulması veya

şiddetli bozuşturma sonunda asit titrasyonu

uygulanması,

Ortamdan demiroksitlerin uzaklaştırılmasının

ardından, piritten gelen demirin saptanması ve yine

piritin oksitlenmesi için geçerli stokiyometrik

eşitlik kullanılarak oluşabilecek asidin

hesaplanması yöntemleridir.

Karıncadağ kompleks cevherleşmesinde standart

asit baz hesaplama yöntemiyle hesaplama

yapılacaktır. Bu teste her hangi bir deneysel işlem

yapılmadan numunelerdeki kükürt miktarı analizle

belirlenmekte ve AÜP (asit üretme potansiyeli)

katı fazdaki kükürttün (S2-

) yalnızca -2 değerde

bulunan kükürt olup piritten kaynaklandığı

kabullenir. Mevcut kükürttün tamamının

reaksiyona girerek sülfata (SO4) dönüşeceği

varsayılmaktadır. Reaksiyon sonunda 1 molekül

kükürttün 4 molekül proton (H+) iyonu yani 2

molekül asit oluşturacağı öngörülmektedir. Ayrıca

oksitleyicilerin yalnızca oksijen ile sudan ibaret

olduğu ve piritten gelen demirin Fe3+

yükseltileceği ve tamamının da Fe(OH)3 olarak

çökeleceği kabul edilmektedir [1].

FeS2 (k) +3,75 O2 +3,5 H2O 4H+ +2SO4

--+

Fe(OH)3

Kükürttün 1 molü 32 gr, CaCO3’ın 1 molu 100

gr’dır. Bu değerlere göre kükürdün CaCO3’a

ağırlıkça oranı 32/10=1/3,125’dir. Örnek

numunede bulunan ağırlıkça toplam kükürt

değerinin bu 3,125 değeri ile çarpıldığında

ortamda üretilen asidi nötürleştirmek için gereken

CaCO3 yüzde miktarı teorik olarak bulunur.

Bulunan değerin 10 katsayısyla çarpılması bindeye

çevirmek için olup numunedeki bulunan toplam

kükürttün 31,25 katsayısıyla çarpılması maden

sahasındaki üretilecek her ton malzemenin

nötürleştirilmesi için gereken CaCO3 eşdeğerini

ton olarak AÜP (asit üretme potansiyeli)’ni

vermektedir. Tarafımızdan alınan 10 adet cevher

ve kayaç numunesi içindeki hesaplanan toplam

kükürt ve S2 değerleri Çizelge 4’de, hesaplanan

AÜP Çizelge 4 ve 5’de verilmiştir.

Çizelge 4. Alınan örneklerdeki toplam kükürt

miktarı

ÖRNEK NO % Toplam S

K1 Max 0,0014

K2 0,39

K3 0,085

K4 Max 0,0014

K5 0,093

K6 0,082

K7 0,075

K8 0,018

K9 0,055

K10 0,077

Çizelge 5. Karıncadağ cevher ve yankayaç

numunelerinin toplam kükürtte göre AÜP

ÖRNEK NO % Toplam S

Üretilecek

malzemenin her

tonunu

nötürleştirebilmek

için gerekli CaCO3

eşdeğeri ton

biriminde AÜP

K1 Max 0,0014 0,04375

K2 0,39 12,1875

K3 0,085 2,65625

K4 Max 0,0014 0,04375

K5 0,093 2,90625

K6 0,082 2,5625

K7 0,075 2,34375

K8 0,018 0,5625

K9 0,055 1,71875

K10 0,077 2,40625

AÜP=31,25 * % S eşitliği uygulamalarda oldukça

kabul gören ve artık standartlaşmış bir hesaplama




yöntemidir. Hesaplamalar daha önce 2. bölümde

belirtildiği gibi hesaplandığında Çizelge 6’da

görülen sonuçlar elde edilmiştir.

Karıncadağ kompleks cevherleşmesinde henüz

açık işletme başlatılmadığından yığın uygulaması

şu anda imkansızdır. Bu formülü alınan numuneler

üzerinde Paktunç [5] yöntemini uygularsak;

tarafımızdan alınan numunelerin sahayı temsil

ettiğini varsayıp bulunan kükürt içeriklerinin de

tamamının sülfürlü minerallerden kaynaklandığı

savıyla her bir örneğin bir alanı karakterize ettiği

öngörüldüğünde sülfürik asit eşdeğeri olarak

bulunan AÜP Çizelge 7’de verilmiştir.

Aynı örneklerin kimyasal analizleri ve mineralojik

tayinleriyle nötürleşmede çok etkili olan CaCO3 ve

CaMg(CO3)2 içerikleri esas alınarak ve Çizelge

8’de görülen kızdırma kayıplarının esas olarak

karbonat minerallerinden kaynaklandığı

varsayılmıştır. Paktunç [5] yönteminde belirtilen

benzer kabullerle hesaplanan nötürleştirme

potansiyelleri de Çizelge 9’de verilmiştir.

Çizelge 7 ve 9’dan ilk çıkarılacak sonuç alınan

temsili numunelerin asit üretme potansiyellerinin

oldukça düşük, buna karşılık oldukça yüksek

oranlarda karbonat içermeleri sebebiyle

nötürleştirme potansiyellerin yüksek olduğu

görülmektedir.

Bu durumda NNP=NP-AÜP veya NNP=NP/AÜP

eşitliklerinden biri kullanılarak hesaplanır. Net

nötürleşme potansiyeli Çizelge 10’da verilmiştir.

Bulunan bu değerlerden sonra Karıncadağ

kompleks (bakır, kurşun, çinko, altın ve gümüş)

cevherleşmelerinde asit kaya/maden drenajı

gelişemeyecektir görüşü kesinlikle oluşturulabilir

(Çizelge 11).

4. SONUÇLAR VE ÖNERĠLER

Adana İli, Pozantı İlçesi sınırlarında bu

araştırmada incelenen Karıncadağ Kompleks

cevher (bakır, kurşun, çinko, altın ve gümüş)

sahadaki mineral parajenezi ayrıntılı olarak

incelenmiş olup, pirit, sfalerit, galenit, kalkopirit

birincil sülfür mineralleri olarak belirlenmiştir.

Birincil parajenez içindeki galenit içinde çok

seyrek olarak fahlerz ayırt edilirken sfalerit içinde

de kalkopirit kapanımları oldukça yaygın

durumdadır.

Bu birincil sülfür parajenezi içinde nabit altın ve

gümüş gerek önceki çalışmalarda ve gerekse ruhsat

sahibinin yaptırdığı incelemelerde belirtilmiş ise

de tarafımızca alınan 10 örnek içinde yalnızca 1

örnekte 5-6 mikron boyutunda nabit altın olduğuna

ihtimal verdiğimiz bir gözlemimiz olmuştur. Eğer

çok sayıda cevher örneğinden parlak kesit

yaptırarak inceleme fırsatımız olmuş olsaydı altın

varlığının tarafımızdan da tespit edilmesi mümkün

olacaktı. Ancak şirket elemanlarınca bölgeden

alınan örnekler içinde 1,09 gr/ton altın ile 194

gr/ton gümüş bulunması bu kıymetli metaller

açısından ruhsat sahasının daha ayrıntılı

incelenmesini gerektirmektedir.

Roma döneminden beri bilinen ve bir çok defa

işletme faaliyetlerinde bulunulan ruhsat sahasında

pirimer sülfürlü cevherlerden türeyen ikincil

parajenez daha ön plana çıkmış ve sfaleritin

smitsonite, pirit ve kalkopiritin limonit ve götite,

galenitin anglezit ve serüzite dönüştüğü ve daha

çok Horoz Granodiyoritinin sokulumu sırasında

gelişen hidrotermalitlerle oluşan sülfürlü faza ait

minerallerin büyük oranda oksitlenerek ikincil

parajenezi oluşturduğu ve bu son evrede

karstlaşmanın da etkili olduğu anlaşılmıştır.

Birincil sülfür minerallerine gang mineralleri

olarak kuvars ve karbonatlardan kalsitin eşlik ettiği

anlaşılmakta ancak oksitlenmeden sonra bunlara

serüzit, klorit, siderit-ankerit ile psödomorf götit

ile amorf limonitin eklendiği mineralojik ve

kimyasal incelemelerden anlaşılmıştır. İncelenen

parlak kesitlerde dış kısımlarında tamamen ikincil

oksit ve karbonat minerallerine dönüşmüş ama

merkezi kısımlarında hala ilksel konumunu

muhafaza eden yapıların görülmesi sahada görülen

kompleks cevherleşmenin hidrotermal kökenli

ancak oksitlenme yoluyla ikincil parajeneze

dönüştüğü ve son aşamada karstik evrim geçirdiği

tezini doğrulamaktadır. Sülfür mineralleri arasında

asit drenajını oluşturabilecek pirite yaygın olarak

rastlanması gerek işletme faaliyetleri sırasında ve



Çizelge 6. Hesaplanan numunelerin sonuçları

Numune

No

Yapılan Gözlem

Asit

Miktarı

Asit

ġiddeti

FıĢırdama Hızı

(0=Yok, 1=Hafif,

2=Orta,

3=Kuvvetli)

K1 Kaynama var, baloncuklaşma belirgin 40 ml 0,5 M 2 (Orta)


K3 Reaksiyon izlenemiyor, sıçrama hiç yok,

saniyede az sayıda baloncuk oluşuyor

40 ml 0,2 M 1 (Hafif)




K7 Önemli oranda sıçramalar içeren ileri

derecede baloncuklaşma var

80 ml 0,5 M 3 (Kuvvetli)




K9 Reaksiyon izlenemiyor, sıçrama hiç yok,

saniyede az sayıda baloncuk oluşuyor

40 ml 0,2 M 1 (Hafif)




Çizelge 7. Karıncadağ Kompleks cevher sahasından alınan temsili örneklerin Paktunç [5]

yöntemiyle hesaplanan asit üretim potansiyelleri

ÖRNEK NO Xs (%) Ws

(g/mol) Wa (g/mol) nM,a

AÜP (kg/ton)

sülfürik asit eşdeğeri

K-1 0,0014 32 100 2 0,0875

K-2 0,39 32 100 2 24,375

K-3 0,085 32 100 2 5,3125

K-4 0,0014 32 100 2 0,0875

K-5 0,093 32 100 2 5,8125

K-6 0,082 32 100 2 5,125

K-7 0,075 32 100 2 4,6875

K-8 0,018 32 100 2 1,125

K-9 0,055 32 100 2 3,4375

K-10 0,077 32 100 2 4,8125




Çizelge 8. Karıncadağ numunelerinin kızdırma kayıpları ve mineralojik incelemelere dayanan karbonat

içerikleri

ÖRNEK

NO

KIZDIRMA KAYBI(%)

(1000°C’de 2 Saat)

%

KARBONAT

%

CaCO3

%

CaMg(CO3)2

K-1 16,13 36 30 6

K-2 11,42 25 22 3

K-3 2,78 7 5 2

K-4 34,67 78,70 70 8,7

K-5 17,19 39,06 35 4,06

K-6 19,59 45 40 5

K-7 38,97 88,06 80 8,06

K-8 41,47 94,05 85 9,05

K-9 2,87 6,52 6 0,52

K-10 38,9 88,40 82 6,4

Çizelge 9. Karıncadağ numunelerinin hesaplanan nötürleşme potansiyeli

Örnek wa

nm,a

xcaco3 wcaco3 xcamg(co3)2 wcamg(co3)2 npcaco3 npcamg(co3)2 ∑np(kg/ton)

no (g/mol) (%) (g/mol) (%) (g/mol) (kg/ton) (kg/ton) sülfürik asit

eşdeğeri

K-1 100 1 30 100 6 184,4 300 32,53796095 332,537961

K-2 100 1 22 100 3 184,4 220 16,26898048 236,2689805

K-3 100 1 5 100 3 184,4 50 16,26898048 66,26898048

K-4 100 1 70 100 8 184,4 700 43,38394794 743,3839479

K-5 100 1 35 100 4 184,4 350 21,69197397 371,691974

K-6 100 1 40 100 5 184,4 400 27,11496746 427,1149675

K-7 100 1 80 100 8 184,4 800 43,38394794 843,3839479

K-8 100 1 85 100 9 184,4 850 48,80694143 898,8069414

K-9 100 1 6 100 0,5 184,4 60 2,711496746 62,71149675

K-10 100 1 82 100 6 184,4 820 32,53796095 852,537961

Çizelge 10. Karıncadağ kompleks cevherleşmesinde alınan 10 adet temsili numunenin net nötürleştirme

potansiyelleri

AÜP

(Asit Üretme Pot.)

NP

(Nötürleşme Pot.)

NNP(NP-AÜP)

(Net Nötürleşme Pot.)

NNP(NP/AÜP)

(Net Nötürleşme Pot.)

0,0875 332,537961 332,450461 3800,433839

24,375 236,2689805 211,8939805 9,693086379

5,3125 66,26898048 60,95648048 12,47416103

0,0875 743,3839479 743,2964479 8495,816548

5,8125 371,691974 365,879474 63,94700627

5,125 427,1149675 421,9899675 83,33950585

4,6875 843,3839479 838,6964479 179,9219089

1,125 898,8069414 897,6819414 798,9395035

3,4375 62,71149675 59,27399675 18,24334451

4,8125 852,537961 847,725461 177,1507451



gerekse muhtemel cevher hazırlama işlemler

sonunda oluşacak pasa, artık/atık havuzlarında şu

anki durumundan çok daha büyük yüzeylerin

atmosferik su ve havanın oksijeni ile birleşerek

reaksiyon denklemlerini önceki bölümlerde

ayrıntılarıyla incelediğimiz asit üretimine olanak

sağlayacak ve böylece asit drenajı oluşabilecektir.

Ancak yankayacın karbonat ağırlıklı olması ve

sülfürlü cevher minerallerinin kazılacak malzeme

içinde ağırlıkça % 10’un bile çok altında olması

sebebiyle işletme sırasında alınan 10 adet temsili

örnek üzerinde gerçekleştirdiğimiz toplam kükürt

ve karbonat miktarına dayalı asit ve baz

hesaplamalarında dengenin nötürleşmeden yana

çok kararlı olması ve Çizelge 9 ve 10’da görüldüğü

gibi en az karbonat içeren numunenin bile net

nötürleşme potansiyelinde 3 olan eşik değerin 3

katından fazla olması işletme sırasında asit

drenajının oluşmayacağını göstermektedir. Fakat

çıkarılan cevherlerin tüvenan olacağı öngörülmüş

olmasına rağmen ruhsat sahası içinde 2,73

hektarlık alanda oluşturulacak pasa ve stok sahası

olarak planlanan alanda henüz hiçbir faaliyetin

bulunmaması sebebiyle ne statik testler ve ne de

kinetik testlerden hiçbiri yapılamamıştır. Stoklama

alanlarının çevreye kolayca sızıntı oluşturmaması

için yönetmelikler doğrultusunda hazırlanması

zorunludur. Bu alanların gerek tabanları ve gerekse

kenar duvarlarında uygun boyutlarda (10-32 mm

olabilir) kireçtaşını tabanda 0,5 m kalınlığında

sererek kenar duvarlarına da teraslayarak stoklama

yapılması büyük önem kazanmaktadır. Böyle bir

ortama dökülecek cevher mineralleri içinde de

zaten büyük oranlarda karbonat olacağından

üretilecek asitin karbonat mineralleriyle çabucak

nötürleşmesi beklenir. Buna rağmen önceki

bölümlerde bahsedilen tüm testlerin yapılması ve

veri tabanı oluşturularak sürekli izleme

programlarının tavizsiz uygulanması gerekecektir.

Aşırı derecede boyut küçülterek çeşitli prosesler

sonucu cevher kazanımlarının yapıldığı

zenginleştirme işlemlerinden sonra artık/atık

barajlarının oluşturulması kaçınılmazdır. Ruhsat

sahibi şirketin Migem’e sunduğu işletme

projesinde bu faaliyetlerden bahsedilmemiştir.

Ancak böyle bir zenginleştirme işlemleri sahada

yapılacaksa işletme başlar başlamaz özütleme

deneyleri ve pratik testlerin faaliyetin tüm

safhalarında yaptırılması zorunludur. Önceki

bölümlerde bu testlerin ayrıntıları verilmiş olup, bu

konularda deneyimli danışmanların kontrolünde bu

işlemler gerçekleştirilmelidir.

Henüz hiçbir kazmanın vurulmadığı ve cevher

zenginleştirmeye yönelik herhangi bir projenin

olmadığı maden sahasında sızıntı yapabilecek

drenaj suları ile ilgili su kalitesi modellemesi

yapılması asla gerçekçi olamaz. Yalnızca alınan

örnekler üzerinde belirlenen statik test

sonuçlarında nötürleştirme potansiyelinin çok

yüksek olması ve depolama, pasa ve atık barajları

planlanmadığı için kinetik testlerin de

yapılamadığı Karıncadağ kompleks cevher

(bakır,çinko, kurşun, altın ve gümüş) sahasında net

asit üretim potansiyeli veya kinetik test sonuçları

kullanılarak su kalitesi modellemesinin

(PHRREEQC veya başka modelleme programları)

açık ocaklardaki göl oluşuyorsa göl suyu

kalitesinin, pasa alanında pasa sızıntı suyu

kalitesinin, atık havuzları oluşacaksa atık havuz

suyu kalitesinin modellemesi elbette bu konuda

deneyimli danışman veya danışmanların denetimde

alınacak numuneler veya in-situ (yerinde) olarak

uygulanacak testlerdeki sonuçlara göre

yapılmalıdır.

İşletme sahasından alınan su örneklerinin analiz

sonuçları ve ruhsat sahasından beslenen dere ve

nehirlerde şu anda herhangi bir asit drenajını işaret

eden en küçük bir belirti yoktur. Başka bir deyişle

gerek birincil sülfür mineralleri içeren anakayaç

gruplarında ve gerekse oksitli ve karbonatlı ikincil

parajenezin görüldüğü cevher zonlarında

Çizelge 11. Karıncadağ numunelerinin asit üretme potansiyelinin yorum tablosu

Asit-Baz Hesabı (NP/AÜP) Karıncadağ sonuçları Yorum

Asit Üretir <1 -- --

Belirsiz Zon 1<(NP/AÜP)<3 -- --

Asit Üretmez >3 Hepsi 3’den büyük Temsili numuneler asit

üretmez




limonitleşme sebebiyle renk değişiklikleri

görülmektedir. Ancak buralarda biriken suların

ölçülen pH’larında 7-7,5 değerlerinin altında bir

ölçüm sonucu bulunmamıştır. Bunun en belirgin

açıklaması piritin nem ve oksijenle parçalanması

sonucu oluşan asiditenin ortamdaki kalsit ve

dolomit gibi karbonatlarla nötürleştirildiği ve

yüzey sularının pH’larında düşük değerler oluşarak

temas ettiği kayaçlarda çözümleme yaparak

içindeki çeşitli metalleri çökelterek sarı,

kırmızımtırak veya yeşilimsi renklerde bir

çökelmeye sebebiyet vermediği anlaşılmıştır. Bu

durum oldukça doğal bir sonuç olup henüz pirit

içeren ana kayanın (Bolkardağ mermer ve şistleri)

delme ve patlatma yöntemleriyle parçalanmadığı

ve üzerinde de zengin orman örtüsünün bulunduğu

bir durumdayken asit üretemeyeceğinden

kaynaklanmıştır. Fakat işletmeye başlanıp

basamaklar açıldığında ve uzun süre oksijen ve

atmosferik kaynaklı yağışlarla pirit çözüldüğünde

üretilmesi beklenen asitli suların yankayaç içindeki

karbonatlarla nötürleştirilip dengelenip

dengelenemeyeceği hususunda olumsuzluk

oluşturacak bir parametre şu anda

görülmemektedir. Çünkü bu inceleme döneminde

nötürleştirme potansiyelinin asit üretme

potansiyelinden çok yüksek olduğu belirlenmiştir.

Yeraltı suyunun kirletilmesi elde edilen verilerle

olası görülmemektedir.

Sonuç olarak; kurşun, çinko, bakır cevherlerinin

üretilmesi için yürütülecek açık işletme sırasında

ve çıkarılacak cevherin belirlenen 2,73 hektar’lık

pasa döküm ve stok alanında mevcut

yönetmeliklerdeki kriterlere uyularak depolama

yapılması koşuluyla ne çevreye, ne de yüzey ve

yeraltı sularına asit kaya/maden drenajından

kaynaklanacak olumsuzluklar yaşanmayacaktır.

5. KAYNAKLAR

1. Morin, K.A., and N.M. Hutt. 1997. A

comparison AMD Predictions with Historical

Records. IN: R.W. McLean and L.C. Bell.,

eds., Proceedings of the Workshop on Acid

Mine Drainage, 15-18July, Darwin, Northern

Territory, Australia, Australian Centre for

Minesite Rehabilitation Research, p. 33-44.in

Karadeniz, 2008

2. Environmental Protection Agency - EPA (US),

1994. Technical Document - Acid Mine

Drainage Prediction.

3. Lapakko, K.A., 2002. Metal Mine Rock and

Waste Characterization Tools: An overview,

International Institute for Environment and

Development, No:67.

4. Karadeniz, M., 2008. Sülfürlü Madenlerin

Sorunu Asit Maden Drenajı ve Çözümü, MMO

Yayını, 231 s, Ankara.

5. Paktunç, A.D.,1998. “Characterization of Mine

Wastes for Prediction of Asid Mine Drainage”,

Environmenta Impacts of Mining Activities,

Azcue, J.M., (Ed). Pp.19-40.

6. Environment Australia, 1997. Managing

Sulphidic Mine Wastes and Asid Drainage,

Best Practice Environmental Management in

Mining Booklet Series.

7. Skousen, J., Perry, E., Leavitt, B., Sames, G.,

Chisolm, W., Cecil, C. B., Hammack, R., 2000.

“Chapter 4: Static Tests for Coal Mining Acid

Mine Dainage Prediction in the Eastern U. S.”

Kleinmann, R. L. P. (Ed.), the National Mine

Land Reclamation Center Located at West

Virginia University, pp. 73-98.

sülfürlü mineraller Ġçeren maden yataklarında ĠĢletme …29_1_2014)/11.pdf · 2019. 3....

Documents